1、12006 年高考总复习之二十三- 物理实验（三）复习要点针对物理实验中几类典型问题，做一点理性的研究.二、难点剖析1 “纸带处理”问题。（1） “纸带处理”实际上是应用“综合法”的一种数据处理.（2） “纸带处理”问题包含着三个基本问题：动动的形式的判断s 恒定，则为匀速直线运动（s0，为匀加速直线运动，s0，为匀减速直线运动，s 不恒定，则为变速直线运动.瞬时速度的计算一般一段时间内的平均速度来代替这段时间中的时刻的瞬时速度，即= 1 中 .加速度的计算除了借助于公式s=nT 2来帮助计算加速度外，还可以借助于 t 图线的斜率来帮助计算加速度.（3）很显然，后两个基本问题的解决依赖于第一个
2、问题的结论，即：只有当s 恒定，运动是匀变速直线运动，瞬时速度和加速度的计算才可以用上述方法.2 “伏安法”测电阻的两种电路选择问题.（1） “伏安法”测电阻的两种电路：电流表内接电路和电流表外接电路分别如图 281（a） 、 （b）所示.（2）两种电路引起系统误差的原因和系统误差的方向：电流表内接电路是由于电流表内阻 RA 的分压而引起系统误差，其测量值总是偏大；电流表外接电路则是由于电压表内阻 RV 的分流而引起系统误差，其测量值总是偏小.（3）两种电路的选择：粗略地讲，当待测电阻 Rx 的阻值较大时，选择电流表内接电路；当待测电阻 Rx 的阻值较小时，选择电流表外接电路.当 时，选择电流
3、表内接电路，当 时，xAV xARV选择电流表外接电路.3 “测定电源的电动势和内阻”实验的系统误差的分析问题.（1）用“公式法”分析如图 282 所示的电流表内接电路的系统误差测量值可由方程组E=U1+I1r，E=U 2+I2r，求得，为E= ， r= 21IU21I考虑到电流表内阻 RA 分压，其真实值 E0、r 0 可由方程组E0=U1+I1（r 0+RA） ，E0=U2+I2(r0+RA)，求得，为E0= ，r 0= R A.21IU21I将测量值 E、r 与真值 E0、r 0 比较，有E=E0，rr 0.（2）用“图线法”分析如图 283 所示的电流表外接电路的系统误差. 图 283
4、以路端电压 U 为纵坐标，干路电流 I 为横坐标建立直角坐标系 .不计电压表电阻 RV 的分流时得到2的实验曲线应如图 284 中虚线所示，考虑到电压表内阻 RV 的分流，同时注意到：短路电流不因电压表内阻 RV 的分流而改变（即 = ） 路端电压取不同值（U 1 和 U2 时） ，rE0电压表内阻，R V 分流不同（ 和 ） ，一是理论曲线应如图中虚线所示。VR12对照两条线即可得到测量值 E、r 和真实值 E0、r 0 间关系为 图 284EE 0，rr 0.4 “仪器的选择原则”问题.仪器的选择原则可粗略地分为：（1）可行性原则：在这一原则指导下，主要考虑到三个基本问题，即：原理可行性问
5、题，安全可行性问题和方便可行性问题。（2）准确性原则：在这一原则指导下，考虑的主要问题是：选什么仪器可以减小实验的系统误差.应明确的是：这两个原则应该是相互包容和互为补充的，且“准确性原则”应建立在“可行性原则”的基础之上.三、典型例题例 1如图 285 所示的是研究直线运动规律时用打点计时器打出的纸带，O、A 、B 、C、D 是每隔 5 个点取出的计数点.A、B、C、D 各计数点距起始的 O 点的距离分别为8.79cm、16.08cm、21.87cm 、 26.16cm，则：（1）物体做的是何种运动；（2）打点计时器打出 C 点时物体的瞬时速度为多大？（3）物体的加速度为多大？分析：运用匀变
6、速直线运动的规律及其推论。即可解决“纸带处理”的各种问题。解答：由题中所给数据可得s1=8.79cm，s2=(16.088.79)cm=7.29cm，s3=(21.8716.08)cm=5.79cm，s4=(26.1621.87)cm=4.29cm. 图 285T=50.02s=0.10s.（1）s=s 2s 1=s3s 2=s4s 3=1.50cm，即s 恒定，且s0.物体做的是匀减速直线运动.（2）由 3= 可得Ts2)(4 c=0.504m/s（3）由s=aT 2 可得a=1.5m/s 2.（负号说明与速度方向相反）例 2一个未知电阻 Rx 无法估计它的阻值，按图 286 中（a） 、
7、（b）两种电路各测一次， （a）中电表读数分别为 3V 和 4mA， （ b）中电表读数分别为 3V 和 3mA.比较两组数据：按_电路的接法测量较好，R x 的实验值为 _，它比 Rx 的真实值偏 _. 3图 286分析：注意分析“伏安法”测电阻时两种连接方式产生系统误差的原因。解答：由于两种不同的接法使电流表的读数变化显著，这说明电压表的分流较明显，因此可以判断Rx 的阻值与电压表内阻较接近，应选用电流表内接电路（即 b 图所示电路）.R x 的实验值为Rx= = =1000bIUmAV3它比真实值偏大.例 3在“测电源的电动势和内阻”的实验中获得的四组数据如下：I1=0.15A、U 1=
8、1.30V、I 2=0.25A、U 2=1.20V、I 3=0.35A、U 3=1.10V、I 4=0.45A、U 4=0.95V.根据数据在图287 所给出的坐标平面内画出 UI 图线，并根据图线求出电源电动势 E=_V 和内电阻r=_.图 287 图 288分析：根据图线的物理意义是分析此例的基础.解答：根据数据作出 UI 图线如图 288 所示，由闭合电路的欧姆定律可得E=1.45V，r=1.0例 4：某同学在完成了“测定玻璃的折射率”的实验的光路后，采用了如图 289 所示的处理方式：以入射光线 P1P2 与玻璃砖界面的交点 O 为圆心画圆，交 P1P2 于 A，交折射光线 OO/的延
9、长线于B，过 图 289A、B 作经 O 点的法线 NN/的垂线 AA/和 BB/ ，若测得圆半径 R=OA=OB=50mm，AA /=OB/=40mm，则玻璃的折射率为 n=_.分析：折射定律与相约的几何关系是求解比例的两个重要基础.解答：由折射定律 n= 不难得到.risnn= = risnOA/B= /= 2/= = .240534例 5在本实验中，某同学测得电阻丝的长度为 92.00cm，接着进行的测量是（1）用没有零误差的螺旋测微器测量电阻丝的直径 d=_m，计算得出电阻丝的横截面积S=_m2. 图 2810图 2811（2）用伏安法测量电阻丝的电阻，电流表和电压表的示数如图 281
10、1 所示，可知电阻丝两端的电压 U=_.通过电阻丝的电流 I=_，电阻丝的电阻 R=_.（3）依据上述数据所得的电阻率为 =_.分析：此例的解答要求会读数，懂得实验原理并据此作相应的数据处理.解答：（1）由图 2810 中读得：d=0.52010 3m；根据公式 S= d 2 算得：S=0.212 106m2。41（2）由图 2811 中读得：u=2.20V. I=0.53A；根据欧姆定律 R= 算得：R=4.15 . IU（3）于是得：= =9.56107m.LSR巩固练习1在“测定金属的电阻率”的实验中，测定电阻丝的长度和直径的数据时，应进行多次测量后取其平均值，这是为了_；而对于直径数据
11、，还需要更换测量位置，并在不同的和径向进行多次测量后取其平均值，这是为了_.2 “伏安法”测电阻时，为提高测量的精确度，可在连接电路时，将电压表的一端 P 预留出来，使P 分别跟 a、b 两点接触一下，如图 2812 所示，同时注意观察 电流表、电压表的示数，则下面的决定正确的是（ ）A两次比较若电流表 A 的示数变化显著，则 P 应接在 a 点B两次比较若电流表 A 的示数变化显著，则 P 应接在 b 点C两次比较若电压表 V 的示数变化显著，则 P 应接在 a 点D两次比较若电压表 V 的法数变化显著，则 P 应接在 b 点 图 28123如图 2813 所示的电路中，灯泡 L1 和 I2
12、 均能正常发光，工作一段时间后发现 L1 变亮，L 2 变暗，电压表 V 的示数变大，若电路中只有一个元件发生断路故障，该元件是（ ）AR 1 BR 2 CR 3 DR 4图 2813 图 28144一量程为 100A 内阻为 100 的电流表，现串联一个 9900 的电阻将它改装成电表的量程是_V.用它测量电压表盘指针位置如图 2814 所示，该电压的大小是_V.5如图 2815 所示是把量程为 3mA 的电流5表改装成欧姆表的结构示意图，其中电流电动势 E=1.5V，经改装后，若将原电流表 3mA 刻度处的刻度值定为零位置。则 2mA 刻度处应标_，1mA 处应标_.6在“描绘小灯泡的伏安
13、特性曲线”实验中，所需器材如图 2816 所示，请画线将实物连接好。图 2815 图 28167用伏安法较准确地测定一个电阻值约 100 的电阻，所给的器材规格如下：A电流表（00.6A，内阻 0.1 ）B电压表（06V，内阻 5k）C电池（4.5V，内阻不计）D滑动变阻器（050， 1A）E电键一个，导线若干要求用图象法求 Rx 时画图尽量准确，试画出所采用的电路图。8一电压表由电流表 G 与电阻 R 串联而成，如图 2817 所示，若在使用中发现此电压表的读数比准确值稍小一些，采用下列哪些措施可能加以改进（ ）A在 R 上串联一比 R 小得多的电阻B在 R 上串联一比 R 大得多的电阻C在
14、 R 上并联一比 R 小得多的电阻 图 2817D在 R 上并联一比 R 大得多的电阻9两个电压表 V1 和 V2 是守全相同的两个电流表改装的， V1 量程是 5V，V 2 量程是 15V，为了测1520V 电压，我们把 V1 与 V2 串联起来用，以下叙述正确的是（ ）AV 1、V 2 的读数相同BV 1、V 2 指针偏转角度相等CV 1、V 2 读数不同，指针偏转角度也不同DV 1、V 2 读数之比等于两电压表内阻之比10用伏安法测一节干电池的伏安图像，如图所示，根据图线回答： 图 2818（1）干电池的电动势和内电阻各多大？（2）图线上 a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功
15、率是多少？（3）图线上 a、b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？5（4）在此实验中，电源最大输出功率是多大？11有一电阻 Rx，其阻值大约在 4050 欧姆之间。需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材器材 代号电池组伏特表毫安表毫安表滑动变阻器滑动变阻器EVA1A2R1R2K电动势 9 伏特，内阻约 0.5 欧姆量程 010 伏特，内阻 20 千欧量程 050 毫安，内阻约 20 欧姆量程 0300 毫安，内阻约 4 欧姆阻值范围 0100 欧姆，额定电流 1 安培阻值范围 01700 欧姆，额定电流6电键几根连接用导线0.3 安培有两种可供选用的电路，如图 2819
16、（a） 、 （b）所示.实验要求多测几组电流，电压值，画出电流一压关系图。（a） (b)图 2819实验要求多测几组电流，电压值、画出电流一电压关系图。为了实验能正确进行并减小测量误差。而且要求滑动变阻器便于调节。在实验中应选图 2819 中_所示的电路，应选代号是_的毫安表和代号是_的滑线变阻器。12在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，采用了如图2820 所示的电路。（1）用 u 和 I 分别表示图 2820 所示，则若在忽略电表内阻的影响把相应的“uI” 是谁图线画在图 2821 上。 图 2820（2）若以 E、r 分别表示电池电动势和内电阻的测量值，以 E0、r 0 分别表示相应的真实值，则E_E0；r_r 0.参考答案1减小偶然误差；避免由于电阻丝粗细不均匀而引起的误差.2BC3A41V，0.855250，10006 （略）7 （略）8D9BD10 （1）1.5V，0.2；（2） 0.4，1.25W； （3）4 ： 1， 1 ：1； （4）2.81W.11电路（a） ；毫安表 A2；滑动变阻器 R112 （1）图略 （2），.
